數學實驗在初中數學教學中實踐探討范文

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【摘要】在課堂教學過程中引入數學實驗是新課程標準的要求之一，借助實踐活動充分調動學生的腦、手、口等多個感官，不斷提高其合理運用數學思想的能力。文章就數學實驗在初中數學教學中的實踐展開分析，通過優化實驗起點、實驗過程及實驗結果，激發學生學習數學的興趣、深度理解數學思想、培養創新精神、強化實際應用意識，使學生在數學教學中不斷提高核心素養。

【關鍵詞】數學實驗；數學思想；創新精神；應用意識

公理化、高度抽象性、重視邏輯演繹是傳統初中數學教學中的主要特點，在傳統教學模式中，學生所學到的只是一些抽象的定義、定理，忽視了數學的思考方法，導致其發現問題、處理問題、解決問題的思維軌跡往往被掩蓋。數學實驗是指借助計算機技術對一些數學現象進行觀察和研究，發現其規律性，再結合已學的數學知識加以分析思考，最終使問題得到解決，從而更加深入地理解和掌握數學的概念和方法。數學實驗是完善學生知識結構、提高學生數學核心素養的關鍵途徑之一，文章就數學實驗在初中數學教學中的實踐探索提出以下策略。

一、重視實驗起點，激發學生學習興趣

心理學認為，興趣是對所從事活動的創造性態度的重要條件。在初中階段，由于學生處于思想的發育期，他們的好奇心和求知欲也是非常強烈的，教師在教學中有機融合數學理論和數學實驗，既能夠強化學生的實踐能力，又能夠加深其對數學知識的理解，幫助學生不斷提高綜合素質。因此，教師應以數學實驗為起點，在教學過程中讓學生參與實驗活動，讓學生加深數學和生活之間的聯系，加深對學習重要性的認識，從而增強學習動機。以“概率”教學為例：師：爸爸買來一袋大白兔奶糖，小明和小樂都非常喜歡吃，但現在只剩下最后一顆了，應該把這顆奶糖給誰吃呢，哪位同學可以幫助這位爸爸做出公平的決定？生1：爸爸可以出一道數學題目，誰答對了誰就可以吃。師：要是小明和小樂都答對了呢，還有沒有更好的辦法？生2：我認為這位爸爸可以采用拋硬幣的方式做出決定，這個方法很公平。師：這個想法很好，那你可以把具體的方法和操作過程講給大家聽一聽嗎？生2：首先，拿出一枚質地均勻、干凈整潔的1塊錢硬幣，向上豎直拋起，當硬幣自然下落并靜止于地面時觀察其表面，若正面朝上則把奶糖給小明吃，若反面朝上則給小樂吃。師：這位同學講得很詳細，請其他同學認真思考采用拋擲硬幣的方法對于小明和小樂而言是否具有公平性呢？有興趣的同學也可以嘗試拋硬幣進行模擬。上述數學實驗是針對“概率”這一知識點而設計的，旨在幫助學生初步了解“概率”的概念及特征。在學生建立起相關概念后，教師還可引導學生增加拋擲硬幣的次數，在實驗過程中觀察“正面向上”的頻率變化有何規律。教師將日常生活的問題設計成為數學實驗并應用于教學過程，活躍了課堂氛圍，避免抽象內容對學生造成的困擾，有利于激發學生對數學的興趣。

二、優化實驗過程，深刻理解數學知識

初中數學具有重視邏輯思維演繹的特性，部分學生在學習過程中往往會陷入“知其然不知其所以然”的困境中，無法深入掌握數學知識的核心和本質。關注每一位學生的學習狀態，促進每一位學生的發展，是新課程教學的根本任務。因此，教師在教學中既需要重視對數學概念、數學定義等進行詳細的解說，又需要重視學生的體驗和感受，應用數學實驗引導學生對問題進行猜測、實踐、觀察、交流，充分發揮外在學習因素的作用，促使學生自然形成數學概念。在實際數學實驗中，教師可將實驗分為兩個階段，在第一個階段，教師應指導學生準備好實驗所需的材料，同時根據實驗步驟自己動手進行操作，在這一階段的目的在于幫助學生初步體驗所要學習的知識內容；在第二階段，教師可引導學生思考并進行交流歸納，從而進一步加深對數學知識的理解。以“全等三角形的判定方法”教學為例：師：若兩個三角形全等，則其前提條件包括什么？（學生根據所學的知識經過討論，會得出多個結論。）師：請同學們根據以下數據進行分組討論：①在三角形中，其中一條邊長6cm，一個夾角為30°；②在三角形中，一條邊長6cm，另一條邊長4cm；③在三角形中，其中一個夾角為60°，另一個夾角為30°。上述教學中，教師指導學生畫圖并討論，就會得出關于全等三角形的判定方法的正確結論，即邊邊邊、邊角邊、角邊角、角角邊等，同時還能夠深刻認識到角角角、邊邊角的判定方法不能驗證兩個三角形為全等三角形。教師優化數學實驗的過程，在實驗中重視引導學生進行思考、交流討論，有助于不同基礎的學生進行自主探討，從而不斷加深對數學知識的理解。

三、完善實驗途徑，培養學生創新精神

素質教育是培養創新精神和創新人才的教育，隨著新課程改革的不斷深入，初中數學教師也應不斷樹立培養學生創新思維的意識。初中數學是一門被公認為基礎性較強的學科，實驗教學是提高學生解決數學問題的關鍵內容和手段，也是學生“獨創性”思維的主要來源，在教學過程中引入數學實驗對于培養學生的創新精神具有至關重要的意義。學生在參與數學實驗的過程中主動提出推理、猜想，同時通過畫圖、測量、觀察等一系列實踐活動，能夠不斷推動創造性思維的發展。例如，在講授“利用相似三角形測量河寬”這一知識點時，學生根據已學的知識，會形成多種思路，而教師為了幫助學生深入相似三角形的性質并創造性地運用于實際中，可設計一個有關的數學剪紙實驗：師：請同學們自己動手嘗試一下，能夠將一個三角形剪成兩個相似三角形？如果可以，那么一共有幾種剪裁的方法呢？（學生們從枯燥的數學講義脫離出來，在學習活動中有的量、有的剪，形成活躍的課堂氛圍）生1：我認為一個三角形能夠被剪成兩個相似三角形，但要求較高，該三角形必須是一個特殊的三角形。師：那么是什么樣的三角形呢，又該如何剪裁才能變成兩個相似三角形呢？生2：我認為該三角形必須是直角三角形才能被剪裁成為兩個相似三角形，首先找到斜邊上的高并做好標記，然后沿著標記剪開就能夠得到兩個相似三角形。師：很好，還有其他同學進行補充嗎？生3：我認為一個等腰三角形也可以被剪成兩個相似三角形，首先找到底邊上的高并做好標記，然后沿著標記剪開就能夠得到兩個相似三角形。師：這個想法也很新穎，還有別的方法嗎？生4：我認為任何一個三角形都可以被剪成兩個相似三角形，首先畫出任意底邊上的平行線，然后沿著平行線剪開就能夠得到兩個相似三角形，但兩個三角形的面積不等。師：同學們的分析都非常到位……學生在上述實驗中直面問題本身，不僅能夠深入理解數學知識，其創新意識和實踐能力也得到了培養。

四、強調實驗結果，強化實際應用意識

強化學生的應用意識和能力是深化素質教育改革的目標之一，學生在學習過程中獲得良好的應用意識和能力也是判斷數學教學效率的重要指標。因此，在初中數學教學過程中，教師應重視實驗環境的建構并強調實驗結果的應用，加強數學知識的應用訓練，從而不斷提高應用意識。在設計數學實驗時，教師需要將具有應用思維的環節融入其中，充分考慮學生參與實驗的結果，以強化實際應用意識作為實驗的目的。例如，在學習“平行四邊形的性質”這一知識點時，教師可從“平行四邊形的應用”這個角度切入，設計層次化的數學實驗，在實驗過程中引導學生親身體驗并運用思維經驗解決問題，同時強調實驗結果的應用，促使學生的應用意識得到遞進式發展。教師首先劃分學習小組，每組提供三角形紙片、木棍（長、短兩種不同的型號各4根）等材料，要求學生合理選用材料在規定的時間內盡可能拼出最多的平行四邊形圖案。學生經過小組合作探究，將可能拼出不同的平行四邊形，有的利用四根長木根拼成平行四邊形，有的利用兩個三角形拼成平行四邊形……學生展示實驗結果之后，可針對實驗結果提出問題：①實驗活動的目的是對平行四邊形中的數量關系進行探究，我們應該從哪幾個方面進行探究？②采用長短不一的木棍能夠拼出三種不同的平行四邊形圖案，請大家開動腦筋想一想平行四邊形中的哪個量存在特殊數量關系？通過一系列問題幫助學生深入挖掘平行四邊形的性質，要求學生根據邏輯思維證明“平行四邊形對角相等”這一性質。上述數學實驗不但指向數學問題本身，而且指向學生的應用意識和能力，體現了學生的主體地位，有助于在實驗活動中有效對接數學思想與實踐。在新課改不斷推進的教育背景下，初中數學教師只有對數學實驗的本質進行準確的把握，在教學中重視教學實驗的起點、優化實驗過程、完善實驗途徑、強調實驗結果，才能激發學生學習數學的積極性，幫助其深入理解數學知識、培養創造性思維、強化應用意識和能力，才能不斷提高學生的綜合素質。

【參考文獻】

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作者：黃心怡 單位：西安交通大學蘇州附屬初級中學